一種高速活化釜及包括該高速活化釜的高速活化設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高速活化釜及包括該高速活化釜的高速活化設備，所述高速活化釜的特征在于：所述高速活化釜的釜體含有一個進料口、一至多組C型攪拌器。釜頂有數個液態添加劑進口及一個含有雙重氣鎖閥的固態添加劑進口。沿釜底有蒸汽進口。釜體向出料口傾斜。活化釜出口處聯接一個緩沖罐。緩沖罐進出口處各有自動時間控制閥，用以調節由活化釜來的物料并以適當頻率噴爆至膨化器。膨化器為二個錐體組成，中間大上下端縮小。錐體沿中間周圍有空氣進出口以調節膨化器壓力。此空氣進出口在膨化器內有檔板以避免物料噴出。膨化器上端有蒸汽收集口，下端有螺旋輸送器用以將膨化后的有機肥物料運出。本實用新型高速活化設備的目的為處理有機固體廢棄物并將其資源化為有機肥。
【專利說明】一種高速活化釜及包括該高速活化釜的高速活化設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高速活化釜，尤其涉及一種高速活性制肥工藝技術中的高速活化釜，以及，包括該高速活化釜的高速活化設備。
【背景技術】
[0002]本實用新型發明人曾經于2009年4月10日以北京綠創大氣科技有限公司名義申請了名為“一種高速堆肥法及裝置”的中國發明專利，申請號200910131605.3。該發明申請中的高速堆肥法將有機固體廢棄物分揀或前處理后，應用機械熱化學法經由熱水解、酸水解及熱氧化、蒸汽熱活化、重金屬萃取、及有毒有機物無害化等單元處理，將廢棄物直接且高速轉化為有機肥資源。其中，有機固體廢棄物的蒸汽高溫高壓活化處理是在高速活化釜中進行的。該高速活化釜(如所圖1所示)采用螺旋蒸煉器處理物料。
[0003]上述的發明(如圖1所示)在高速水解、氧化等有機物的穩定操作之后，采用離心固液分離器12脫水，其固態物料13收集后用高溫高壓螺旋輸送器I將物料輸送到高速活化釜15中。其液態物料部份14則送至廢水處理設備去除重金屬。在高速活化釜15中利用螺旋攪拌器16將固態物料與添加劑及蒸氣混合反應。其蒸汽4的來源由上游穩定釜氧化有機物提溫時而產生。部份蒸汽來源也可由離心器的減壓而產生。添加劑，例如上述發明所述的活化劑、松軟劑、中和劑等，則由添加劑進口 5注入活化釜15中。因該活化釜的作用主在應用高壓蒸氣軟化纖維以更進一步用膨化作用松軟分開纖維，故用螺旋攪拌器16提供攪拌及推進作用。經活化釜15作用過的物料通過減壓閥17在瞬間爆發到膨化罐18中。所產生的固體物料23由螺旋輸送器I運送到下一個產品精煉操作設備。而減壓產生的蒸氣則通過管線流動到水氣分離器19中。蒸氣部份可再回收利用。若進料中可易降解的有機物含量不足以產生足夠的蒸氣，則可用蒸氣鍋爐22作為輔助設備。若產生過量的蒸氣21，可引導至空氣處理設備以除去揮發性的污染物。而凝聚之水份20則可導致該系統上游的物化預處理槽或其他需要水的操作設備使用之。
[0004]這種處理方式存在以下問題:螺旋蒸煉器的螺旋式結構其蒸汽由釜中上端進入釜中，而釜中物料則大都在下層，釜中攪拌器無法將活化釜下部的物料充分翻動和揚起，以提供物料與蒸汽充分的接觸機會，以提高對物料的處理效果，縮短處理時間。活化釜末端的物料雖可由含自動計時器的減壓閥17直接噴入膨化器中，但噴曝瞬間易造成整體活化釜的壓力驟減。以致造成總體的活化效果不佳。而且其螺旋蒸煉器也無適當的高壓固體添加濟的加入裝置。為了改良以上缺點并增進整體活化效果，上述的設備有改良的必要。
實用新型內容
[0005]為解決上述一系列的問題，本實用新型提供一種高速活化釜系統。如圖2所示，本實用新型的高速活化釜系統由三個主體構成:高速活化釜、緩沖罐、及膨化器。其附屬設備包含上游的固液分離器、及附屬的蒸汽鍋爐。上游的處理系統將有機固體廢棄物進行易降解有機物的水解氧化之后，其產生的固液混合液經上游的固液分離器進行脫水。脫水后其固態物料用高壓螺旋輸送器注入高速活化釜中。活化釜利用添加劑及蒸汽的作用將物料進行去氧、中和、高速木質纖維素分離/分解、軟化并曝露及分散纖維素、同時進一步分解半纖維素，活化纖維素表面的吸附性/離子交換性。這些活性的改良在松軟劑及活化劑的加入后尚包括纖維素強度的增強及腐殖質的生成。以上這些作用需要在高溫、飽和蒸汽以及相關添加劑的存在而進行。用適當的攪拌器可提供接觸機會而促進上述的反應速率。這些作用依不同進料在高溫及其飽和蒸汽壓情況下進行。
[0006]根據本實用新型的實施例的所述高速活化釜的釜體內設有C型攪拌器，所述攪拌器的旋轉軸沿釜體的軸向設置，所述攪拌器的端部具有弧面構造，所述弧面的凹口朝向攪拌器的旋轉方向。
[0007]活化釜采用C型葉片可將物料由釜底部拋至釜上氣相。活化釜采臥式，向出料處傾斜。其傾角可使每次由C型葉片拋出物往前下方落下。傾角大小可由釜的直徑、長度、及膨化頻率、C型葉片可裝物料體積、每一層攪拌之葉片數、及攪拌器轉速等計算。
[0008]活化釜之后提供一個緩沖罐以調節物料的噴爆膨化頻率并避免活化釜壓力的過大變動。噴爆時物料由緩沖罐瞬間噴到一個立式雙圓錐形膨化器內。此膨化器上下端體積小而中間體積放大，如此便于膨化及物料收集。噴爆為向下噴爆設計。噴爆時因壓力的驟減，蒸汽瞬間產生，而由上端收集。沿著膨化器中央圓周開一系列的空氣進出口，以調整膨化器在膨化時減壓并在膨化后立即調至一大氣壓，以接受下一輪的噴爆。噴爆后的物料收集於倒錐形的膨化器下端，可用螺旋輸送器或其他輸送帶取出。
[0009]據本實用新型的高速活化釜，其釜體為臥式圓筒形設備。其釜體內所述攪拌器的旋轉軸沿釜體的軸向設置，所述攪拌器的端部具有弧面C型構造，所述弧面的凹口朝向攪拌器的旋轉方向。根據本實用新型的一種實施方式，所述攪拌器具有十字形結構。并且，所述攪拌器可以為一個以上；各個攪拌器沿釜體的軸向依次排列。本實用新型所述釜體上設有進料口、出料口、液態添加劑進口、固體添加劑進口和蒸汽進口。
[0010]根據本實用新型的高速活化釜的一種實施方式，其固態或泥狀物料的進料口在傾斜釜體的上端，而所述出料口在傾斜釜體的下端底處，其上端進料口聯接一個高壓螺旋輸送器，下端出料口聯接著以備膨化用的緩沖罐。
[0011]根據本實用新型的高速活化釜的一種實施方式，所述液態添加劑進口、固體添加劑進口為一個或數個沿圓形釜體壁的上沿設置的進口，所述蒸汽進口則為一系列沿釜底下沿設置的進口。
[0012]根據本實用新型的高速活化釜的一種實施方式，所述的釜體為高溫高壓臥式釜體，其溫壓由釜底進入的蒸汽提供，如溫度不足，則通過在所述釜體壁外設置一層導熱油或其他加熱方式來提供。并且，所述的固體添加劑進口上端聯接有一至多組氣鎖閥的高壓漏斗加料器。
[0013]本實用新型還提供了一種用于處理有機固體廢棄物并將廢棄物轉化為有機肥料的高速活化設備，所述高速活化設備具有根據本實用新型的各個實施例的高速活化釜。
[0014]如前述，本實用新型的設備可適用于大部份的有機固體廢棄物的資源化操作。可處理的有機固體廢棄物含都市垃圾、農業廢棄物、綠色廢棄物、污水處理廠污泥、動物廢棄物、部份工廠有機廢棄物如食品、造紙、煉油、醫藥等工廠的廢棄物/污泥、部份有機污染的湖泊或河川淤泥、填埋場含高有機懸浮物的滲濾液、及舊填埋場垃圾/污泥的清除及治理坐寸O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1示出了現有的活化設備結構；
[0016]圖2示出了根據本實用新型的高速活化設備；
[0017]圖3示出了根據本實用新型的高速活化釜的剖視圖；
[0018]圖4示出了根據本實用新型的固態添加劑加料器；
[0019]圖中設備的結構所標示的附圖標記說明如下:
[0020]400:固液分離器；
[0021]401:固態物料出口；
[0022]402:液態物料出口；
[0023]403:穩定釜處理后的固液混合液；
[0024]404:液態物料回收；
[0025]500:活化釜；
[0026]501: C型攪拌器；
[0027]502:液態添加劑；
[0028]503:固態(顆粒或粉狀)添加劑；
[0029]504:固態添加劑高壓加料器；
[0030]505:高壓蒸汽進口 ；
[0031]506:出料自動控制閥；
[0032]507:氣鎖閥；
[0033]508:氣鎖閥轉速控制器；
[0034]509:漏斗進料器；
[0035]510:控制閥；
[0036]600:膨化器；
[0037]601:出料控制閥；
[0038]602:蒸汽出口；
[0039]603:空氣進出口；
[0040]802:高壓螺旋輸送器；
[0041]806:活性有機肥送至精爍廠；及
[0042]807:緩沖罐。
【具體實施方式】
[0043]下面結合附圖對本實用新型的一種優選實施方式進行具體說明。
[0044]本實用新型的高速活化設備由三個主體構成，如圖2所示:活化釜500、緩沖罐807、及膨化器600。其附屬設備尚包含上游的固液分離器400、及附屬的蒸汽鍋爐(未示出)以補助上游易降解有機物水解氧化時產生蒸汽的不足。上游的處理系統將有機固體廢棄物進行易降解有機物的水解氧化之后，其產生的固液混合液403經上游的固液分離器400進行脫水。脫水后其固態物料401用高壓螺旋輸送器802注入活化釜500中。[0045]如圖2所示，本實用新型的活化釜包括釜體500，該釜體500為臥式圓筒狀傾斜釜體。釜體500內設有C型攪拌器501，該攪拌器的旋轉軸沿釜體500的軸向設置。C型攪拌器501為十字形結構，十字形中間固定在釜的中心旋轉軸上，而十字形的四個終端聯結有C形凹口的攪拌器。所述具有十字形結構的C型攪拌器501為一組或多組。十字形結構的每一端部具有C型弧面結構，并且該弧面的凹口朝向與攪拌器501的旋轉方向一致。當攪拌器501旋轉時，攪拌器端部的弧面形結構能夠將釜體500下部的物料充分翻動和揚起。從而增加物料與活化劑、蒸汽等的接觸機會，以使物料充分、快速地進行活化處理，從而縮短活化處理的時間，提高活化處理的效率。并且，根據需要，活化釜中可以設置多個攪拌器。如附圖2所示，釜體中沿軸向并列設有多個攪拌器。要強調的是，本實用新型的攪拌器并不必然的為十字形結構。其還可以設置成柱狀或米字型結構。在攪拌器的一個或多個端部具有弧面結構的情況下，均能夠達到本實用新型的設計目的。
[0046]本實用新型還涉及一種用于處理有機固體廢棄物并將廢棄物轉化為有機肥料的高速活化設備。其包括如上文所述的活化釜、緩沖罐807、及膨化器600。其附屬設備尚包含上游的固液分離器400、及附屬的蒸汽鍋爐(未示出)以補助上游易降解有機物水解氧化時產生蒸汽的不足。上游的處理系統將有機固體廢棄物進行易降解有機物的水解氧化之后，其產生的固液混合液403經上游的固液分離器400進行脫水。脫水后其固態物料401用高壓螺旋輸送器802注入活化釜中。釜體由物料進口處向出口處傾斜。釜體上方設有添加劑進料口以注入液態添加劑502、及固態顆粒或粉狀添加劑503。固態添加劑503由本實用新型特殊設計的高壓加料器504，經由漏斗進料容器509用雙重氣鎖閥507控制壓力，及由氣鎖閥轉速控制器508控制注入率。活化釜的蒸汽505由下方沿著釜身均勻注入釜中。活化釜處理后的出料經自動控制閥506注入緩沖罐807。緩沖罐用以調節噴爆頻率及每次噴爆量。緩沖罐下端裝有出料自動控制閥601。緩沖罐以下述的操作程序完成每一次的物料噴爆:先關閉出料自動控制閥601，打開自動控制閥506，利用活化釜500的壓力以事先調好的每次噴爆量將物料注入緩沖罐807，關閉自動控制閥506，以事先調好的噴爆頻率開啟出料自動控制閥601進行噴爆至膨化器600。上述的噴爆頻率以約每三至四分鐘噴爆一次為佳。膨化后的物料806，即為本專利申請的所謂的活性有機肥。此物料806可用螺旋或其他輸送器802送至下游的肥料精煉廠制造各類的有機肥產品。
[0047]如此制造有機肥可將大量產生的有機固體廢棄物，如生活垃圾、污泥、秸桿等廢棄物日產日清。如此可避免傳統生化制肥法需時數周至數月之久。
【權利要求】
1.一種高速活化釜，其特征在于:所述高速活化釜的釜體內設有C型攪拌器，所述攪拌器的旋轉軸沿釜體的軸向設置，所述攪拌器的端部具有弧面構造，所述弧面的凹口朝向攪拌器的旋轉方向。
2.根據權利要求1所述的高速活化釜，其特征在于:所述C型攪拌器具有十字形結構；十字形中間固定在釜的中心旋轉軸上，而十字形的四個終端聯結有C形凹口的攪拌器。
3.根據權利要求2所述的高速活化釜，其特征在于:所述具有十字形結構的C型攪拌器為一組或多組。
4.根據權利要求3所述的高速活化釜，其特征在于:所述釜體上設有進料口、出料口、液態添加劑進口、固體添加劑進口和蒸汽進口。
5.根據權利要求4所述的高速活化釜，其特征在于:所述釜體為臥式圓筒狀傾斜釜體，其固態或泥狀物料的進料口在傾斜釜體的上端，而所述出料口在傾斜釜體的下端底處，其上端進料口聯接一個高壓螺旋輸送器，下端出料口聯接著以備膨化用的緩沖罐。
6.根據權利要求4或5所述的高速活化釜，其特征在于:所述液態添加劑進口、固體添加劑進口為一個或數個沿圓形釜體壁的上沿設置的進口，所述蒸汽進口則為一系列沿釜底下沿設置的進口。
7.根據權利要求1、2、4、5中任意一項所述的高速活化釜，其特征在于:所述的釜體為高溫高壓臥式釜體，其溫壓由釜底進入的蒸汽提供。
8.根據權利要求7所述的高速活化釜，其特征在與:通過在所述釜體壁外設置一層導熱油提供溫度。
9.根據權利要求4或5所述的高速活化釜，其特征在于:所述的固體添加劑進口上端聯接有一至多組氣鎖閥的高壓漏斗加料器。
10.一種用于處理有機固體廢棄物并將廢棄物轉化為有機肥料的高速活化設備，其特征在于:所述高速活化設備具有如權利要求1-8中任意一項所述的高速活化釜。
【文檔編號】C05F17/02GK203530163SQ201320394579
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月2日 優先權日:2013年3月19日
【發明者】呂·詹姆斯·正雄 申請人:浙江海亮固廢處理科技有限公司